JP2004022143A - 光ディスク、光ディスクの製造方法および製造装置 - Google Patents

Abstract

【課題】光透過性を有する保護層側から記録／再生のためのレーザ光を照射する光ディスクにおいて、光透過層の薄膜化を行った場合でも光透過層の最表面の平滑性を向上させることで、良好な記録／再生信号が得られるようにするとともに光ディスクの外観も向上する光ディスクを提供する。
【解決手段】光ディスクの製造において、カバー層３を基板１の反射層２に貼り合わせた後に、平滑基板４を用いてカバー層３の最表面を押圧してから、カバー層３を硬化する。硬化後に平滑基板４を剥離することで、カバー層３の最表面が平滑化された光ディスクが製造される。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、光ディスク、光ディスクの製造方法および製造装置に関し、特に、ディスク基板にフィルム状のシートを貼り合わせることで情報信号層の保護層または中間層が形成された光ディスク、光ディスクの製造方法および製造装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、コンパクトディスク（ＣＤ）、ディジタルバーサタイルディスク（ＤＶＤ）などの光ディスクの高記録密度化が求められている。そして、この高記録密度化の要求に対応するための方法として、レーザ波長を短くすることや、対物レンズの開口数（ＮＡ）を大きくすることなどが知られている。例えば、ＣＤでは、レーザ波長７８０ｎｍ、開口数０．４５を用いて６７０メガバイトの記録密度を実現していたが、ＤＶＤでは、レーザ波長６３０ｎｍ、開口数０．６を用いることで、ＣＤの７倍に近い４．７ギガバイトの記録密度を実現した。
【０００３】
現在では、さらにレーザ波長４００ｎｍ近傍、開口数０．８５程度まで高めた光ディスクの実用化のための研究・開発が進められている。このレーザ波長および開口数によれば、ＣＤ、ＤＶＤなどと同形状の直径１２０ｍｍの外径において、単層で２５ギガバイト程度、２層で５０ギガバイト程度の記録容量を持つ光ディスクの実現が可能である。
【０００４】
このように、レーザ光の短波長化、対物レンズの高ＮＡ化を進めていくと、光ディスクにおける基板の薄型化が必要とされる。これは、基板を透過してレーザ光により記録／再生を行う場合、光学ピックアップの光軸に対して基板面の垂直からずれる角度（チルト角）の許容量が小さくなるためであり、このチルト角が基板の厚さによる収差や複屈折の影響を受け易いためである。したがって、基板を薄くすることによって、チルト角がなるべく小さくなるようにする。例えば、ＣＤの基板の厚さは１．２ｍｍ程度とされているのに対し、ＤＶＤの基板の厚さは０．６ｍｍ程度とされている。上述したレーザ波長４００ｎｍ近傍、開口数０．８５程度を用いるには、基板の厚さは、０．１ｍｍ程度にしなければならない。しかしながら、厚さ０．１ｍｍ程度の基板上に情報信号部や保護層を形成することは、非常に難しい。
【０００５】
そこで、基板の一主面に凹凸を形成して情報信号部とし、この情報信号部上に、反射膜と光を透過可能な薄膜からなる保護層とを順次積層し、保護層、すなわち光透過層側からレーザ光を照射することにより情報信号の記録および／または再生を行うように構成された光ディスクが提案されている。これにより、上述したようなレーザの短波長化、対物レンズの高ＮＡ化に対応可能な光ディスクを実現することができる。
【０００６】
ところが、この保護層の薄膜化を行うと、光ディスクの製造に一般に用いられる、熱可塑性樹脂を用いた射出成形法による形成が困難になる。すなわち、従来の技術において、複屈折を小さく保ちつつ、良好な透明性が維持された、０．１ｍｍ程度の光透過層を形成することは、非常に困難である。また、そこで、現在この光透過層の材料、製造方法が検討されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
例えば、ＰＣ（ポリカーボネート）などの光透過性を備えた熱可塑性樹脂からなるフィルムを紫外線硬化樹脂により基板に貼り合わせ、紫外線硬化を行い、保護層を形成する方法や、光透過性を備えた紫外線硬化樹脂単体で保護層を形成する方法などが考えられる。ところがレーザ波長４００ｎｍ近傍、開口数０．８５程度の高密度光ディスクにおいては、光透過保護層の厚さは、先に述べたチルト許容量から０．１ｍｍ程度、厚み誤差は、入射光の球面収差誤差あるいはフォーカス誤差を抑えるために、例えば±２μｍ以内といった高い精度が要求される。したがって、このような方法でスピニング法などにより紫外線硬化樹脂を塗着し、保護層を形成した場合では、貼り合わせ面内に膜厚ムラが発生しやすいため要求される厚さを満たすことは難しい。
【０００８】
そこで本発明者は、膜厚の均一性の確保とともに、工程の簡略化を実現が可能な、予め所望の膜厚精度を有する紫外線硬化型フィルムを用いて紫外線硬化を行い、光透過保護層を形成することを試みた。本発明者は、高密度光ディスクを想定し、まず直径１２０ｍｍ、厚さが１．１ｍｍの主基板を作製した。この主基板には成形により、情報信号再生にレーザ波長４０５ｎｍ、開口数０．８５を用いて読み出す信号ピットが形成されており、さらに、情報信号部であるその信号ピット上には所望の反射率を得るための銀（Ａｇ）、アルミニウム（Ａｌ）などの金属膜の成膜が施されている。
【０００９】
そして、この主基板の情報信号部上に光透過性を備えた紫外線硬化型フィルムを貼り合わせることで保護層を形成した。紫外線硬化型フィルムは、通常、表面をゴミの付着や傷が付くことを防ぐためのポリエチレンテレフタレートやポリエチレンなどからなる第１および第２剥離フィルムに挟まれた構成で扱われる。したがって、保護層形成の際は、紫外線硬化型フィルムから第１剥離フィルムを剥離し、主基板の情報信号部上に貼り合わせ、最適な光量の紫外線を照射することで紫外線硬化を行い、その後、第２剥離フィルムの剥離を行った。
【００１０】
このように保護層を形成した結果、剥離フィルムの表面の粗さが保護層の最表面に転写されてしまうことがわかった。よって、高い精度が要求される光透過層を形成する場合に、紫外線硬化型フィルムを用いると、紫外線硬化型フィルムは、膜厚精度には優れるものの、剥離フィルムに挟まれた構成で扱われるため、その剥離フィルムの表面の粗さが紫外線硬化型フィルムの表面に転写されてしまうという問題がある。
【００１１】
それにより、この光透過層を有する光ディスクの外観が悪くなるという問題がある。また、情報信号の記録／再生を行うレーザ光が光透過層を透過して、主基板の反射膜面上の情報信号部に焦点を合わせる際に、この転写された表面の粗さの影響を受けて、入射光の収差を生じ、その結果、フォーカスエラーとなる可能性があり、読み取り可能な光ディスクにおける再生信号、特にジッタが悪化するといった問題や、書き込み可能な光ディスクへの正確な情報の記録が行われない可能性があるといった問題がある。
【００１２】
したがって、この発明の目的は、シート状の紫外線硬化型フィルムを基板に貼り合わせることにより基板上に光透過層を形成する際に、光透過層表面の平滑性を向上することができ、それにより外観に優れ、記録／再生エラーを減少することができるとともに、情報信号の記録／再生時に用いられる対物レンズの高ＮＡ化およびレーザ光の短波長化に対応可能な光ディスク、光ディスクの製造方法および製造装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、
基板の主面上に情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部が設けられ、その情報信号部上に保護層が形成され、その保護層側から情報信号部に対してレーザ光を照射し、記録または再生を行う光ディスクにおいて、
保護層は、基板の情報信号部上に紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、その紫外線硬化型フィルムの最表面を平滑基板の押圧により平滑化してから紫外線硬化を行うことによって形成された
ことを特徴とする光ディスクである。
【００１４】
請求項５の発明は、
基板の主面上に情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部が設けられ、その情報信号部上に中間層を介して他の情報信号部が設けられ、最外面に保護層が形成され、その保護層側から情報信号部および他の情報信号部に対してレーザ光を照射し、記録または再生を行う光ディスクにおいて、
情報信号部上に紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、平滑且つ信号情報部となる信号凹凸を有するスタンパを紫外線硬化型フィルムの最表面に押圧し、信号凹凸を転写してから紫外線硬化を行うことによって中間層が形成されている
ことを特徴とする光ディスクである。
【００１５】
請求項９の発明は、
記録および／または再生のための信号層形成面を備えた基板を成形する基板成形工程と、基板の信号層形成面に反射膜を成膜する成膜工程と、反射膜上に保護層を貼り合わせる貼り合わせ工程とにより、信号層面に保護層側からレーザ光を入射し、データの記録または再生が可能に構成された光ディスクの製造方法において、
保護層は、紫外線硬化型フィルムから成り、
貼り合わせ工程後に、紫外線硬化型フィルムの最表面を平滑基板の押圧により平滑化する平滑化工程と、
平滑化工程後に、紫外線硬化型フィルムに紫外線を照射し、紫外線硬化を行う紫外線硬化工程と、
平滑基板を紫外線硬化型フィルムの最表面から剥離する平滑基板剥離工程とにより、保護層の最表面を平滑化する
ことを特徴とする光ディスクの製造方法である。
【００１６】
請求項１４の発明は、
記録および／または再生のための信号層形成面を備えた基板を成形する基板成形工程と、基板の信号層形成面に反射膜を成膜する第１の成膜工程と、反射膜上に形成された中間層上の他の信号層形成面に半透明反射膜を成膜する第２の成膜工程と、半透明反射膜上に保護層を貼り合わせる保護層貼り合わせ工程とにより、信号層面に保護層側からレーザ光を入射し、データの記録または再生が可能に構成された光ディスクの製造方法において、
紫外線硬化型フィルムを信号層に貼り合わせるフィルム貼り合わせ工程と、
貼り合わせ工程後に、平滑且つ信号情報部となる信号凹凸を有するスタンパを紫外線硬化型フィルムの最表面に押圧し、信号凹凸の転写を行う信号凹凸転写／表面平滑化工程と、
信号凹凸転写／平滑化工程後に、紫外線硬化型フィルムに紫外線を照射し、紫外線硬化を行う紫外線硬化工程と、
スタンパを紫外線硬化型フィルムの最表面から剥離するスタンパ剥離工程とにより中間層が形成された
ことを特徴とする光ディスクの製造方法である。
【００１７】
この発明では、光ディスク作製において、信号層形成面に光透過性を有する紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、貼り合わされた紫外線硬化型フィルムの最表面を、平滑基板またはスタンパにより押圧してから紫外線硬化して光透過層を形成していることにより、紫外線硬化型フィルムの表面の平滑性を向上することができ、ジッタ値が改善され、光ディスクの外観が良好となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。まず、この発明の第１の実施形態による光ディスクについて説明する。この第１の実施形態による光ディスクは、読み取り専用の単層構成の光ディスクである。
【００１９】
図１は、この第１の実施形態による光ディスクの一例の製造工程における断面図である。図１Ａは、基板成形工程後の構成を示し、図１Ｂは、成膜工程後の構成を示し、図１Ｃは、貼り合わせ工程後の構成を示し、図１Ｄは、カバー層平滑化工程における構成を示し、図１Ｅは、紫外線硬化工程における構成を示し、図１Ｆは、平滑基板剥離工程後の構成を示す。
【００２０】
図１に示すように、この第１の実施形態による光ディスクは、基板１の一主面上に、反射膜２、カバー層３が順次設けられて構成されている。基板１は、例えばＰＣ（ポリカーボネート）系樹脂などのプラスチック材料からなる。なお、この第１の実施形態による光ディスクは、反射膜２に対して、カバー層３が設けられた側からレーザ光を照射することにより、情報信号の再生を行うように構成されている。そのため、基板１としては、光透過性を有するか否かを考慮する必要がないため、例えばアルミニウム（Ａｌ）などの金属からなる基板を用いることも可能である。
【００２１】
また、基板１は、その中央部にセンターホール（図示せず）が形成された平面円環形状を有する。そして、基板１の内径（センターホールの径）は、例えば１５ｍｍであり、外径は、例えば１２０ｍｍである。また、基板１の一主面上には、所定のレーザ波長および開口数、例えば、レーザ波長４０５ｎｍ、開口数０．８５に対応した、微細な凹みから成る情報信号部、すなわち記録データのピットが形成されている。
【００２２】
反射膜２は、光ディスクの反射層を形成するアルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、金（Ａｕ）などの金属膜から成る反射膜である。この反射膜２は、所望の反射率、すなわちカバー層３を透過して入射されるレーザ光を反射し、ピットの有無を正確に読み取ることができる反射率を備えるよう、基板１のピットが設けられた信号層形成面上に成膜されている。
【００２３】
カバー層３は、情報信号部の保護層であり、基板１とほぼ同形状の光透過性を有する紫外線硬化型フィルムからなる。このカバー層３の光ディスクの最表面となる一主面は、後述する図１Ｄのカバー層平滑化工程および図１Ｅの紫外線硬化工程において、平滑基板４により平滑化されている。具体的には、カバー層３の一主面は、平均表面粗度Ｒａが５ｎｍ以下の表面平滑性を備えている。平均表面粗度Ｒａは、ＪＩＳ−Ｂ０６０１規格に基づくものである。
【００２４】
平滑基板４は、金属、半導体、ガラス、プラスチックのいずれかを材料とし、基板１とほぼ同形状で構成され、例えば平均表面粗度Ｒａが１ｎｍ以下の平滑性を有する。この平滑基板４は、光ディスクの最表面となるカバー層３の上から押圧し平滑化するために用いられ、平滑後は、カバー層３から剥離されるものである。したがって、平滑基板４は、平滑化のため押圧されても、その表面平滑性がほとんど変化しない硬度、厚さを有する。
【００２５】
紫外線を平滑基板４側からカバー層３へ向けて照射する場合には、平滑基板４が光透過性を備えるようにする。例えば、厚さが０．６ｍｍの通常の青板ガラスを使用した場合、３２０〜３９０ｎｍの光ならば９０％程度透過するため、光透過性を備えた平滑基板４として用いることができる。この平滑基板４での平滑については、後述する。これにより、平滑化されたカバー層３の一主面は、平均表面粗度Ｒａが５ｎｍ以下の表面平滑性とされている。
【００２６】
以上のように構成された、この発明の第１の実施形態による光ディスクでは、レーザ光が透過する保護層を平滑度が向上された状態で０．１ｍｍ程度に薄く基板に形成することができる。したがって、例えば、基板１の厚さを１．１ｍｍ程度、カバー層３の厚さを０．１ｍｍ程度とし、厚さ１．２ｍｍの光ディスクを形成することで、レーザ波長４００ｎｍ近傍、開口数０．８５程度の高密度単層光ディスクシステムにおいて、良好な情報信号の再生が可能となる。
【００２７】
以下、この図１を参照しながら、この第１の実施形態による光ディスクの作製について説明する。図２は、この第１の実施形態による光ディスクの製造装置の一例の概略図である。図２に示す光ディスク製造装置は、単層光ディスク用の製造装置であり、基板成形機１１、搬送コンベア１２、成膜装置１３、貼り合わせ装置１４、平滑基板押圧／剥離装置１５および紫外線硬化装置１６により構成される。
【００２８】
基板成形機１１は、平面円環形状の基板１を成形する装置である。この基板１の成形は、例えば、ポリカーボネートなどの合成樹脂材料を射出成形法により成形することで行われる。このとき、情報信号となるピットの凹みも一主面に形成される。
【００２９】
搬送コンベア１２は、基板成形機１１、成膜装置１３、貼り合わせ装置１４、平滑基板押圧／剥離装置１５、紫外線硬化装置１６、平滑基板押圧／剥離装置１５の順に基板を搬送する装置である。したがって、この光ディスク製造装置において、基板成形機１１で成形された基板１は、成膜装置１３、貼り合わせ装置１４、平滑基板押圧／剥離装置１５、紫外線硬化装置１６、平滑基板押圧／剥離装置１５において順次処理される。
【００３０】
成膜装置１３は、基板成形機１１から送られてくる基板１に反射膜２となる金属膜を成膜する装置である。この成膜装置１３としては、例えば、マグネトロンスパッタ装置やイオンビームスパッタ装置などのスパッタ装置が用いられる。貼り合わせ装置１４は、成膜装置１３から送られてくる基板１の反射膜２の上にカバー層３となる紫外線硬化フィルムを貼り合わせる装置である。
【００３１】
平滑基板押圧／剥離装置１５は、貼り合わせ装置１４から送られてくる基板１のカバー層３の上に平滑基板４を押圧する装置である。また、平滑基板押圧／剥離装置１５は、紫外線硬化装置１６から送られてくる基板１から平滑基板４を剥離する装置でもある。この平滑基板押圧／剥離装置１５の平滑基板４において、平滑基板４を押圧する部分が真空となるような構成を備えさせれば、カバー層３と平滑基板４とを圧接した際に、気泡の混入を防ぐことができる。また、平滑基板４の温度調節が行えるような機構を備えさせれば、カバー層３の圧接面内を均一に平滑化することができる。
【００３２】
紫外線硬化装置１６は、平滑基板押圧／剥離装置１５から送られてくる基板１に形成されたカバー層３に紫外線を照射することにより、紫外線硬化フィルムの硬化を行う装置である。
【００３３】
以上のように構成された製造装置により、この第１の実施形態による光ディスクは、以下に説明するように基板成形工程、成膜工程、貼り合わせ工程、カバー層平滑化工程、紫外線硬化工程、平滑基板剥離工程を経て製造される。
【００３４】
まず、基板成形工程では、図２に示す基板成形機１１において、光ディスク作製用の基板１が、射出成形法などによりポリカーボネートなどの合成樹脂材料を、平面円環形状に成形することで作製される。このとき基板１の一主面上には、微細な凹みである情報信号となるピットがスタンパにより転写され形成される。これにより、図１Ａに示す構成のディスク基板が作製される。
【００３５】
作製された基板１は、次に成膜工程に送られる。まず搬送コンベア１２により基板１は、基板成形機１１から成膜装置１３へ送られる。成膜装置１３では、基板１の信号層形成面に、信号反射膜となる反射膜２が成膜される。これにより、読み取り用の信号情報部が基板１の一主面に形成される。具体的には、信号反射膜となる反射膜２の成膜には、マグネトロンスパッタ装置、イオンビームスパッタ装置などのスパッタ装置などのスパッタ装置が用いられ、このようなスパッタ装置によりスパッタリングが行われる。
【００３６】
この成膜装置１３による金属膜の成膜は、所定の条件を満足するように行われる。すなわち、カバー層３を透過して入射されるレーザ光を反射し、ピットの有無を正確に読み取ることができる反射率を備えるように成膜される。このように成膜装置１３により基板１に反射膜２が成膜されることで、図１Ｂに示すディスク基板が構成される。
【００３７】
成膜装置１３で成膜が施された基板１は、次に貼り合わせ工程に送られる。まず搬送コンベア１２により基板１は、成膜装置１３から貼り合わせ装置１４へ送られる。貼り合わせ装置１４では、カバー層３となる紫外線硬化型フィルムから第１剥離フィルムが剥離され、その剥離されたフィルム面を基板１の信号情報面に押圧することで紫外線硬化型フィルムが基板１に貼り付けられる。そして、最表面の第２剥離フィルムが剥離される。これにより、図１Ｃに示す構成のディスク基板が形成される。
【００３８】
貼り合わせ装置１４でカバー層３が貼り合わされた基板１は、次にカバー層平滑化工程に送られる。まず、搬送コンベア１２により基板１は、貼り合わせ装置１４から平滑基板押圧／剥離装置１５へ送られる。平滑基板押圧／剥離装置１５では、基板１に貼り合わされた未硬化状態の紫外線硬化型フィルムの最表面に平滑基板４が押圧される。この平滑基板４の押圧は、パッド加圧式、すなわちパッドを用いて平滑基板４を押圧したり、ローラ加圧式、すなわちローラを用いて平滑基板４を押圧したりすることなどにより行われる。これにより、図１Ｄに示す構成のディスク基板が形成される。なお、このとき平滑基板押圧装置が押圧空間を真空状態にする構造を有しているならば、真空状態とし、平滑基板４の温度調節機能を備えているならば、平滑基板４を適温、例えば常温よりも温度が上がるように調節する。
【００３９】
平滑基板押圧／剥離装置１５で平滑基板４が貼り合わされた基板１は、次に紫外線硬化工程に送られる。まず、搬送コンベア１２により基板１は、平滑基板押圧／剥離装置１５から紫外線硬化装置１６へ送られる。紫外線硬化装置１６では、紫外線硬化型フィルムに紫外線が照射され硬化される。紫外線が照射される方向は、基板１および平滑基板４の光透過性により異なる。平滑基板４が十分な紫外線透過性を備えていなければ、光透過性を備えた基板１側から紫外線を照射する。この場合、反射膜２を通過するため、光量が減少する。具体的には、銀反射膜を１層通過する毎に、３分の１程度減少する。しかしながら、時間、紫外線量の調整により硬化は可能である。また、平滑基板４が十分な紫外線透過性を備えているならば、平滑基板４側からのみ、または図１Ｅに示すように平滑基板４側と基板１側との両側から紫外線を照射する。これら紫外線の照射により、紫外線硬化型フィルムの最表面は、平滑化された状態で硬化される。
【００４０】
紫外線硬化装置１６により紫外線硬化処理が施された基板１は、次に平滑基板剥離工程に送られる。まず紫外線硬化装置１６で紫外線硬化処理が施された基板１は、平滑基板押圧／剥離装置１５に戻される。平滑基板押圧／剥離装置１５では、平滑基板４の剥離が行われる。これにより、カバー層３から平滑基板４が剥がされ、図１Ｆに示す構成のディスク基板が形成される。
【００４１】
そして、この平滑基板４を剥離後の基板を図示しない切削装置等により成形することで、この第１の実施形態による光ディスクが作製される。
【００４２】
本発明者は、紫外線硬化型フィルムを用いて、０．１ｍｍの厚さの光透過層であるカバー層が形成された、レーザ波長４０５ｎｍ、開口数０．８５を用いる読み取り専用高密度光ディスクにおいて、表面粗さ測定機により、この第１の実施形態における平滑化を施した場合と、従来の平滑化を施していない場合との、それぞれの平均表面粗度Ｒａおよびジッタ値Ｊｔを計測し、検証を行った。
【００４３】
粗度測定装置には、テンコール・インスツルメンツ社製、Ａｌｐｈａ　Ｓｔｅｐ　５００を用いた。また測定の条件は、スキャン長を１０００μｍ、スキャンスピードを５０μｍ、サンプリングレートを５０Ｈｚ、針の曲率半径を５μｍとした。また、測定したカバー層の材料として、３種類の紫外線硬化型フィルム（Ａ〜Ｃ）と、紫外線硬化型フィルムではない十分に平滑な材料を用いた。
【００４４】
【表１】

【００４５】
表１は、測定機による平均表面粗度Ｒａおよびジッタ値Ｊｔの測定結果を示す表である。表１に示すサンプル番号１は、平滑化処理を施していない紫外線硬化型フィルムＡである。このサンプル番号１の測定結果は、平均表面粗度Ｒａが３７ｎｍであり、ジッタＪｔが測定不能であった。サンプル番号２−（１）および２−（２）は、平滑化処理を施していない紫外線硬化型フィルムＢである。このサンプル番号２−（１）の測定結果は、平均表面粗度Ｒａが１２ｎｍであり、ジッタＪｔが１１．３％であった。サンプル番号２−（２）の測定結果は、平均表面粗度Ｒａが１１ｎｍであり、ジッタＪｔが１１．５％であった。
【００４６】
サンプル番号３は、平滑化処理を施した紫外線硬化型フィルムＢである。このサンプル番号３の測定結果は、平均表面粗度Ｒａが１ｎｍであり、ジッタＪｔが９．６％であった。サンプル番号４は、平滑化処理を施した紫外線硬化型フィルムＣである。このサンプル番号４の測定結果は、平均表面粗度Ｒａが１ｎｍであり、ジッタＪｔが８．７％であった。サンプル番号５は、紫外線硬化型フィルムではない十分に平滑な材料によるものである。このサンプル番号５の測定結果は、平均表面粗度Ｒａが１ｎｍであり、ジッタＪｔが８．６％であった。
【００４７】
これら測定結果から、紫外線硬化型フィルムを光ディスクのカバー層として用いる場合には、この第１の実施形態により最表面を平滑化することで、その平均表面粗度Ｒａが改善されるとともに、ジッタ値Ｊｔも改善されることがわかる。
【００４８】
図３は、この測定結果から平均表面粗度Ｒａとジッタ値Ｊｔとの相関関係を表した一例のグラフである。図３に示すグラフから、良好な再生信号を得るために、ジッタ値Ｊｔを１０％以内とするには、平均表面粗度Ｒａは、約５ｎｍ以下に制御する必要があることがわかる。また、平均表面粗度Ｒａの値は、小さければ小さいほどジッタ値Ｊｔは低くなり、良好な再生信号が得られることがわかる。これらのことから、この第１の実施形態によりカバー層３の最表面の平滑化を行うことで、良好な再生信号を得られることがわかる。
【００４９】
以上説明したように、この第１の実施形態によれば、レーザ光を透過する光ディスクのカバー層３の形成において、基板１に光透過性を有する紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、貼り合わされた紫外線硬化型フィルムの最表面を、平滑基板４により押圧してから紫外線硬化していることにより、カバー層３の最表面の平滑性を向上することができる。
【００５０】
これにより、光ディスクの外観が良くなるとともに、ジッタ値が改善され良好な再生信号を得ることができる。具体的には、レーザ波長４００近傍、開口数０．８５程度を用いる高密度光ディスクでは、平滑化するカバー層３の平均表面粗度Ｒａを約５ｎｍ以下とすることで、ジッタ値Ｊｔを１０％以下に制御することができる。
【００５１】
次に、この発明の第２の実施形態による光ディスクについて説明する。この第２の実施形態による光ディスクは、読み取り専用の２層構成の光ディスクである。
【００５２】
図４および図５は、この第２の実施形態による光ディスクの一例の製造工程における断面図である。なお、図面の大きさ上、図４と図５に分けて示しているが、これら２つの図面は、本来ひとつのものである。すなわち、図４の工程処理後に、図５の工程が行われる。
【００５３】
図４Ａは、基板成形工程後の構成を示し、図４Ｂは、第１の成膜工程後の構成を示し、図４Ｃは、第１の貼り合わせ工程後の構成を示し、図４Ｄは、信号凹凸転写および表面平滑化工程における構成を示し、図４Ｅは、第１の紫外線硬化工程における構成を示し、図４Ｆは、スタンパ剥離工程における構成を示し、図４Ｇは、第２の成膜工程後の構成を示す。また、図５Ａは、第２の貼り合わせ工程後の構成を示し、図５Ｂは、表面平滑化工程における構成を示し、図５Ｃは、第２の紫外線硬化工程における構成を示し、図５Ｄは、平滑基板剥離工程後の構成を示す。
【００５４】
図４および図５に示すように、この第２の実施形態による光ディスクは、基板２１の一主面上に、反射膜２２、中間層２３、半透明反射膜２６、カバー層２７が順次設けられて構成されている。
【００５５】
図４および図５中の基板２１、反射膜２２、平滑基板２８については、上述した第１の実施形態における基板１、反射膜２、平滑基板４とそれぞれ同様の構成であるので、ここでの説明は省略する。なお、基板２１上に形成される信号層を第１の信号層とし、中間層２３上に形成される信号層を第２の信号層とする。
【００５６】
中間層２３は、光透過性を有する紫外線硬化型フィルムからなり、反射膜２２上に貼り合わされ、その貼り合わせ面と反対の面は、後述する図４Ｄの信号凹凸転写および表面平滑化工程および図４Ｅの第２の紫外線硬化工程において、スタンパ２５により凹凸の転写および平滑化がなされている。具体的には、中間層２３の一主面は、平均表面粗度Ｒａが５ｎｍ以下の表面平滑性を備え、その一主面上に信号ピットが形成されている。
【００５７】
スタンパ２５は、金属、半導体、ガラス、プラスチックのいずれかを材料とし、例えば平均表面粗度Ｒａが１ｎｍ以下の平滑性を備える。その平滑性を備えた一主面上には、所定のレーザ波長および開口数、例えば、レーザ波長４０５ｎｍ、開口数０．８５に対応した、微細な凸から成る記録データが形成されている。このスタンパ２５は、光ディスクの中間層２３となる紫外線硬化型フィルムの上から押圧し平滑化するとともに、微細な凸の転写により信号ピットを形成するために用いられ、処理後は、中間層２３から剥離されるものである。したがって、スタンパ２５は、平滑化のため押圧されても、その表面平滑性および微細な凸がほとんど変化しない硬度、厚さを有する。
【００５８】
半透明反射膜２６は、光ディスクの反射層を形成するシリコン（Ｓｉ）などの半透明膜から成る反射膜である。この反射膜２６は、所望の反射率、すなわちカバー層２７を透過して入射されるレーザ光を反射し、ピットの有無を正確に読み取ることができる反射率を備えるよう、中間層２３のスタンパ２５により信号ピットが設けられた第２の信号層面上に成膜されている。
【００５９】
カバー層２７は、第２の信号層の保護層であり、基板２１とほぼ同形状の光透過性を有する紫外線硬化型フィルムからなる。このカバー層２７の光ディスクの最表面となる一主面は、図５Ｂの表面平滑化工程および図５Ｃの第２の紫外線硬化工程において、平滑基板２８により平滑化されている。具体的には、カバー層２７の一主面は、平均表面粗度Ｒａが５ｎｍ以下の表面平滑性を備えている。
【００６０】
以上のように構成された、この発明の第２の実施形態による光ディスクでは、レーザ光が透過するカバー層２７を平滑度が向上された状態で０．１ｍｍ程度に薄く形成することができる。また、レーザ光が透過する中間層２３上のピットを信号層の平滑度の向上とともに形成することができる。したがって、例えば、基板２１の厚さを１．１ｍｍ程度、カバー層２８の厚さを９０μｍ程度、中間層２３の厚さを２０μｍ程度とし、厚さ１．２ｍｍの２層構成の光ディスクを形成することで、レーザ波長４００ｎｍ近傍、開口数０．８５程度の高密度２層光ディスクシステムにおいて、良好な情報信号の再生が可能となる。
【００６１】
以下、図４および図５を参照しながら、この第２の実施形態による光ディスクの作製について説明する。なお、基板成形工程、第１の成膜工程、第２の貼り合わせ工程、表面平滑化工程、第２の紫外線硬化工程、平滑基板剥離工程については、上述した第１の実施形態での基板成形工程、成膜工程、貼り合わせ工程、カバー層平滑化工程、紫外線硬化工程、平滑基板剥離工程とそれぞれ同様な処理であるため、ここでは説明を省略する。
【００６２】
すなわち、まず基板成形工程において、図４Ａに示す光ディスク作製用の基板２１が基板成形機により作製される。作製された基板２１は、次に成膜工程に送られ信号反射膜となる反射膜２２が成膜される。この反射膜２２は、所定の条件を満足するように行われる。すなわち、カバー層２７、半透明反射膜２６および中間層２３を透過して入射されるレーザ光を反射し、ピットの有無を正確に読み取ることができる反射率を備えるように成膜される。これにより、第１の信号層が形成され、図４Ｂに示すディスク基板が構成される。
【００６３】
成膜が施された基板２１は、次に貼り合わせ工程に送られ、中間層２３となる紫外線硬化型フィルムが基板２１に貼り付けられる。これにより、図４Ｃに示す構成のディスク基板が形成される。紫外線硬化型フィルムが貼り合わされた基板２１は、次に信号凹凸転写および表面平滑化工程に送られる。
【００６４】
信号凹凸転写および表面平滑化工程では、基板２１に貼り合わされた未硬化状態の紫外線硬化型フィルムの最表面にスタンパ２５が押圧される。スタンパ２５の押圧は、パッド加圧式、すなわちパッドを用いてスタンパ２５を押圧したり、ローラ加圧式、すなわちローラを用いてスタンパ２５を押圧したりすることなどにより行われる。これにより、図４Ｄに示す構成のディスク基板が形成される。なお、このとき押圧装置が押圧空間を真空状態にする構造を有しているならば、真空状態とし、スタンパ２５の温度調節機能を備えているならば、スタンパ２５を適温、例えば常温よりも温度が上がるように調節する。
【００６５】
スタンパ２５が貼り合わされた基板２１は、次に第１の紫外線硬化工程に送られる。第１の紫外線硬化工程では、紫外線硬化装置により中間層２３となる紫外線硬化型フィルムに、図４Ｅに示すように紫外線が照射され硬化される。紫外線を照射する方向については、上述した第１の実施形態での紫外線硬化工程において説明したのでここでは省略する。この紫外線の照射により、中間層２３となる紫外線硬化型フィルムの最表面は、スタンパ２５により平滑化され、さらにその平滑面にピットが転写された状態で硬化される。
【００６６】
紫外線硬化処理が施された基板２１は、次にスタンパ剥離工程に送られ、剥離装置によりスタンパ２５の剥離が行われる。これにより、中間層２３からスタンパ２５が剥がされ、図４Ｆに示す構成のディスク基板が形成される。
【００６７】
スタンパ２５を剥離後の基板２１は、次に第２の成膜工程に送られる。第２の成膜工程では、中間層２３のスタンパ２５により形成された信号層形成面に、信号反射膜となる半透明反射膜２６が成膜される。これにより、読み取り用の信号情報部が中間層２３の一主面に形成される。具体的には、信号反射膜となる半透明膜２６の成膜には、マグネトロンスパッタ装置、イオンビームスパッタ装置などのスパッタ装置などのスパッタ装置が用いられ、このようなスパッタ装置によりスパッタリングが行われる。
【００６８】
この半透明反射膜２６の成膜は、所定の条件を満足するように行われる。すなわち、カバー層２７を透過して入射されるレーザ光を反射し、ピットの有無を正確に読み取ることができ、第１の信号層の読み取りにも影響しない反射率となるように成膜される。このように基板２１に半透明反射膜２６が成膜されることで、基板２１に第２の信号層が形成され、図４Ｇに示すディスク基板が構成される。
【００６９】
半透明反射膜２６が成膜された基板２１は、次に、上述した第１の実施形態と同様にカバー層２７が形成される。すなわち、まず第２の貼り合わせ工程に送られ、図５Ａに示すようにカバー層２７となる紫外線硬化型フィルムが貼り合わされる。次に、表面平滑化工程に送られ、貼り合わされた紫外線硬化型フィルムに平滑基板２８が押圧され、図５Ｂに示すように貼り合わされる。次に、第２の紫外線硬化工程に送られ、図５Ｃに示すようにカバー層２７となる紫外線硬化フィルムに紫外線が照射され、最表面が平滑化された状態で硬化される。次に、平滑基板剥離工程に送られ平滑基板２８が剥離される。これにより、図５Ｄに示すディスク基板が構成される。
【００７０】
そして、この平滑基板２８を剥離後のディスク基板を図示しない切削装置等により成形することで、この第２の実施形態による光ディスクが作製される。
【００７１】
以上説明したように、この第２の実施形態によれば、レーザ光を透過する光ディスクの中間層２３の形成において、基板２１に光透過性を有する紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、貼り合わされた紫外線硬化型フィルムの最表面を、スタンパ２５により押圧してから紫外線硬化していることにより、その最表面の平滑性が向上されるとともに、スタンパ２５からピットを転写することができる。したがって、信号層形成面の平滑化と信号ピットの形成を同時に行うことができる。
【００７２】
また、レーザ光を透過する光ディスクのカバー層２７の形成において、信号層が形成された中間層２３上に光透過性を有する紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、貼り合わされた紫外線硬化型フィルムの最表面を、平滑基板２８により押圧してから紫外線硬化していることにより、カバー層２７の最表面の平滑性を向上することができる。
【００７３】
これらにより、光ディスクの外観が良くなるとともに、ジッタ値が改善され良好な再生信号を得ることができる。
【００７４】
この発明は、上述したこの発明の実施形態等に限定されるものでは無く、この発明の要旨を逸脱しない範囲内で様々な変形や応用が可能である。例えば、上述した第１および第２の実施形態では信号凹凸としてピットを有するＲＯＭ、すなわち読み取り専用の光ディスクについて説明したが、これに限らず、紫外線硬化型フィルムで形成された光透過層を備える光ディスクならば、信号凹凸としてランド／グルーブを有する書き込み可能な光記録型ディスクなどであってもよい。書き込み可能な光ディスクに適用した場合には、信号記録光がカバー層や中間層を透過して反射面上の記録層に焦点を合わせる際、カバー層の最表面や中間層表面の粗さによる影響をほとんど受けないため、正確な情報の記録が可能となる。
【００７５】
また例えば、上述した第１の実施形態では、紫外線の照射は、平滑基板４を押圧してから行い、第２の実施形態では、紫外線の照射は、平滑基板２８、スタンパ２５を押圧してから行っているが、これら平滑基板４、平滑基板２８またはスタンパ２５を押圧したままの状態で照射してもよい。
【００７６】
また例えば、上述した第２の実施形態では、カバー層２７を形成する際に、第１の実施形態におけるカバー層３の形成と同様の方法を用いているが、カバー層２７の形成は、これに限らず他の方法を用いてもよい。
【００７７】
また例えば、上述した第１の実施形態では単層構成の光ディスクのカバー層、第２の実施形態では２層構成の光ディスクのカバー層、中間層の平滑化を行っているが、これに限らず、３層以上の多層構成となる光ディスクのカバー層、中間層の平滑化について適用することも可能である。
【００７８】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、レーザ光を透過する光ディスクの光透過層の形成において、基板に光透過性を有する紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、貼り合わされた紫外線硬化型フィルムの最表面を、平滑性を有する平滑基板またはスタンパにより押圧してから紫外線硬化して形成していることにより、光透過層の表面の平滑性を向上することができ、ジッタ値が改善され、記録／再生エラーを減少することができ、外観にも優れ、情報信号の記録／再生時に用いられる対物レンズの高ＮＡ化およびレーザ光の短波長化にも対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１の実施形態による光ディスクの一例の製造工程における断面図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による光ディスクの製造装置の一例の略線図である。
【図３】平均表面粗度Ｒａとジッタ値Ｊｔとの相関関係を表した一例のグラフである。
【図４】この発明の第２の実施形態による光ディスクの一例の製造工程（前半部）における断面図である。
【図５】この発明の第２の実施形態による光ディスクの一例の製造工程（後半部）における断面図である。
【符号の説明】
１，２１・・・基板、２，２２・・・反射膜、３，２７・・・カバー層、４，２８・・・平滑基板、１１・・・基板成形機、１２・・・搬送コンベア、１３・・・成膜装置、１４・・・貼り合わせ装置、１５・・・平滑基板押圧／剥離装置、１６・・・紫外線硬化装置、２３・・・中間層、２５・・・スタンパ、２６・・・半透明反射膜、

Claims (20)

1. 基板の主面上に情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部が設けられ、その情報信号部上に保護層が形成され、その保護層側から上記情報信号部に対してレーザ光を照射し、記録または再生を行う光ディスクにおいて、
   上記保護層は、上記基板の情報信号部上に紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、その紫外線硬化型フィルムの最表面を平滑基板の押圧により平滑化してから紫外線硬化を行うことによって形成された
   ことを特徴とする光ディスク。
2. 上記平滑基板は、金属、半導体、ガラス、プラスチックのいずれかから成ることを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
3. 上記紫外線の照射は、平滑基板を押圧してからまたは押圧した状態で行われたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
4. 上記平滑基板の押圧は、真空状態で行われたことを特徴とする請求項１に記載の光ディスク。
5. 基板の主面上に情報信号を記録可能および／または再生可能に構成された情報信号部が設けられ、その情報信号部上に中間層を介して他の情報信号部が設けられ、最外面に保護層が形成され、その保護層側から上記情報信号部および上記他の情報信号部に対してレーザ光を照射し、記録または再生を行う光ディスクにおいて、
   情報信号部上に紫外線硬化型フィルムを貼り合わせ、平滑且つ信号情報部となる信号凹凸を有するスタンパを紫外線硬化型フィルムの最表面に押圧し、上記信号凹凸を転写してから紫外線硬化を行うことによって上記中間層が形成されている
   ことを特徴とする光ディスク。
6. 上記スタンパは、金属、半導体、ガラス、プラスチックのいずれかから成ることを特徴とする請求項５に記載の光ディスク。
7. 上記紫外線の照射は、スタンパを押圧してからまたは押圧した状態で行われたことを特徴とする請求項５に記載の光ディスク。
8. 上記スタンパの押圧は、真空状態で行われたことを特徴とする請求項５に記載の光ディスク。
9. 記録および／または再生のための信号層形成面を備えた基板を成形する基板成形工程と、上記基板の信号層形成面に反射膜を成膜する成膜工程と、上記反射膜上に保護層を貼り合わせる貼り合わせ工程とにより、信号層面に上記保護層側からレーザ光を入射し、データの記録または再生が可能に構成された光ディスクの製造方法において、
   上記保護層は、紫外線硬化型フィルムから成り、
   上記貼り合わせ工程後に、上記紫外線硬化型フィルムの最表面を平滑基板の押圧により平滑化する平滑化工程と、
   上記平滑化工程後に、上記紫外線硬化型フィルムに紫外線を照射し、紫外線硬化を行う紫外線硬化工程と、
   上記平滑基板を上記紫外線硬化型フィルムの最表面から剥離する平滑基板剥離工程とにより、上記保護層の最表面を平滑化する
   ことを特徴とする光ディスクの製造方法。
10. 上記平滑基板は、金属、半導体、ガラス、プラスチックのいずれかから成ることを特徴とする請求項９に記載の光ディスクの製造方法。
11. 上記紫外線硬化工程は、平滑基板を押圧してからまたは押圧した状態で行うことを特徴とする請求項９に記載の光ディスクの製造方法。
12. 上記平滑基板の押圧は、真空状態で行うことを特徴とする請求項９に記載の光ディスクの製造方法。
13. 上記平滑基板の押圧は、パットまたはローラによることを特徴とする請求項９に記載の光ディスクの製造方法。
14. 記録および／または再生のための信号層形成面を備えた基板を成形する基板成形工程と、上記基板の信号層形成面に反射膜を成膜する第１の成膜工程と、上記反射膜上に形成された中間層上の他の信号層形成面に半透明反射膜を成膜する第２の成膜工程と、上記半透明反射膜上に保護層を貼り合わせる保護層貼り合わせ工程とにより、信号層面に上記保護層側からレーザ光を入射し、データの記録または再生が可能に構成された光ディスクの製造方法において、
    紫外線硬化型フィルムを信号層に貼り合わせるフィルム貼り合わせ工程と、
    上記貼り合わせ工程後に、平滑且つ信号情報部となる信号凹凸を有するスタンパを上記紫外線硬化型フィルムの最表面に押圧し、上記信号凹凸の転写を行う信号凹凸転写／表面平滑化工程と、
    上記信号凹凸転写／平滑化工程後に、上記紫外線硬化型フィルムに紫外線を照射し、紫外線硬化を行う紫外線硬化工程と、
    上記スタンパを上記紫外線硬化型フィルムの最表面から剥離するスタンパ剥離工程とにより上記中間層が形成された
    ことを特徴とする光ディスクの製造方法。
15. 上記スタンパは、金属、半導体、ガラス、プラスチックのいずれかから成ることを特徴とする請求項１４に記載の光ディスクの製造方法。
16. 上記紫外線硬化工程は、スタンパを押圧してからまたは押圧した状態で行うことを特徴とする請求項１４に記載の光ディスクの製造方法。
17. 上記スタンパの押圧は、真空状態で行うことを特徴とする請求項１４に記載の光ディスクの製造方法。
18. 上記平滑基板の押圧は、パットまたはローラによることを特徴とする請求項１４に記載の光ディスクの製造方法。
19. 記録および／または再生のための信号層形成面を備えた基板を成形する基板成形機と、上記基板の信号層形成面に反射膜を成膜する成膜装置と、上記反射膜上に保護層を貼り合わせる貼り合わせ装置とにより、上記信号層形成面に上記保護層側からレーザ光を入射し、データの記録または再生が可能に構成された光ディスクの製造装置において、
    上記貼り合わせ装置で貼り合わされる保護層は、紫外線硬化型フィルムから成り、
    上記紫外線硬化型フィルムの最表面を平滑基板で押圧する平滑基板押圧装置と、
    上記紫外線硬化型フィルムに紫外線を照射し、紫外線硬化を行う紫外線硬化装置と、
    上記平滑基板を上記紫外線硬化型フィルムの最表面から剥離する平滑基板剥離装置と、
    上記基板成形機で成形された基板を上記成膜装置、貼り合わせ装置、平滑基板押圧装置、紫外線硬化装置、平滑基板剥離装置の順に搬送する搬送手段とを有する
    ことを特徴とする光ディスクの製造装置。
20. 記録および／または再生のための信号層形成面を備えた基板を成形する基板成形機と、上記基板の信号層形成面に反射膜を成膜する第１の成膜装置と、上記反射膜上に形成された中間層上の他の信号層形成面に半透明反射膜を成膜する第２の成膜装置と、上記半透明反射膜上に保護層を貼り合わせる保護層貼り合わせ装置とにより、信号層面に上記保護層側からレーザ光を入射し、データの記録または再生が可能に構成された光ディスクの製造装置において、
    上記中間層を形成する、
    紫外線硬化型フィルムを信号層に貼り合わせるフィルム貼り合わせ装置と、
    平滑且つ信号情報部となる信号凹凸を有するスタンパを上記紫外線硬化型フィルムの最表面に押圧し、上記信号凹凸の転写を行う信号凹凸転写／表面平滑化装置と、
    上記紫外線硬化型フィルムに紫外線を照射し、紫外線硬化を行う紫外線硬化装置と、
    上記スタンパを上記紫外線硬化型フィルムの最表面から剥離するスタンパ剥離装置とを備える
    ことを特徴とする光ディスクの製造装置。

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